JP2014227009A

JP2014227009A - ハイブリッド車両及びその制御方法

Info

Publication number: JP2014227009A
Application number: JP2013107408A
Authority: JP
Inventors: 治雄鈴木; Haruo Suzuki; 芳久小泉; Yoshihisa Koizumi; 洋紀瀬戸; Hiroki Seto
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2013-05-21
Filing date: 2013-05-21
Publication date: 2014-12-08
Anticipated expiration: 2033-05-21
Also published as: JP6149510B2; WO2014188870A1

Abstract

【課題】内燃機関の排気通路に備えたＰＭ捕集フィルタの再生制御時に、電動発電機による発電を併用しながら、内燃機関の運転を再生制御に専念させることで、ＰＭ捕集フィルタの再生制御時間の短縮と燃費低減効果を図れるハイブリッド車両及びその制御方法を提供する。【解決手段】車両１の運転に必要な負荷が、高負荷領域では内燃機関１０の駆動力だけで車両を走行させる「内燃機関単独運転」を行い、低負荷領域では、内燃機関１０ではＰＭ捕集フィルタ１２ｂの再生のための運転を行うと共に電動発電機２０の駆動力だけで車両１を走行させる「モータ走行運転」を行い、回生領域では、内燃機関１０ではＰＭ捕集フィルタ１２ｂの再生のための運転を行うと共に車両１の車輪３４の駆動軸３３，３１からの駆動力で電動発電機２０を駆動してエネルギーを回収する「回生制御運転」を行う。【選択図】図２

Description

本発明は、ハイブリッド車両及びその制御方法に関し、より詳細には、内燃機関の排気通路に備えたＰＭ捕集フィルタの再生制御時に、電動発電機による発電を併用しながら、内燃機関の運転を再生制御に専念させることで、ＰＭ捕集フィルタの再生制御時間の短縮を図り、車両の燃費低減効果を図ることができるハイブリッド車両及びその制御方法に関する。

内燃機関と電動発電機の両方を搭載するハイブリッド車両（ＨＥＶ）においては、大別して、内燃機関に駆動される発電機で発電した電気、又は、発電した電気を充電したバッテリからの電気で駆動する電動機（走行用モータ）のみを走行用の駆動源とするシリーズ型ハイブリッド車両と、内燃機関と電動発電機（走行用モータ）との両方を走行用の動力源とするパラレル型ハイブリッド車両とがある。

これらのハイブリッド車両における内燃機関（エンジン：ＥＮＧ）、電動発電機（Ｍ／Ｇ）、トルクコンバータ（トルコン）、クラッチ（クラッチ）、変速機（トランスミッション：Ｔ／Ｍ）、インバータ（ＩＮＶ）、バッテリ（ＢＡＴ）、パワーテイクオフ（ＰＴＯ）の配置例を図１１に示す。

これらのハイブリッド車両では、内燃機関を運転しているので、内燃機関のみを走行用の動力源とする車両と同様に、内燃機関の運転により発生する排気ガス中に含まれているＮＯｘ、ＰＭ等を浄化するために、内燃機関の排気通路内にＮＯｘを浄化するＮＯｘ浄化触媒やＰＭを捕集するＰＭ捕集フィルタ等を備えた排気ガス浄化システムを配設している。

このＰＭ捕集用の排気ガス浄化システムでは、上流側の酸化触媒（ＤＯＣ）と下流側のＰＭ捕集フィルタの組み合わせを用いることが多く、この酸化触媒は、例えば、コージェライトハニカム等の多孔質のセラミックのハニカム構造等の担持体に、ロジウム、酸化セリウム、白金、酸化アルミニウム等を担持して形成される。この酸化触媒は、排気ガス中に未燃燃料である炭化水素（ＨＣ）や一酸化炭素（ＣＯ）等があるとこれを酸化し、この酸化で発生する熱により通過する排気ガスを昇温して、この昇温した排気ガスで下流側のＰＭ捕集フィルタを昇温させる。

また、ＰＭ捕集フィルタは、排気ガス内のＰＭを捕集する装置であり、例えば、多孔質のセラミックのハニカムのチャンネルの入口と出口を交互に目封じした、即ち、市松模様状に目封じしたモノリスハニカム型ウォールスルータイプのフィルタ等で形成される。このＰＭ捕集フィルタは、ＰＭの燃焼除去を促進するために、更に酸化触媒やＰＭ酸化触媒を担持する場合もある。

排気ガス中のＰＭは排気ガス温度が高いとそのまま燃焼して二酸化炭素になるが、排気ガスの温度が低いとＰＭ捕集フィルタ内に捕集されて堆積する。この捕集したＰＭの堆積量が多くなってＰＭ捕集フィルタの目詰まりが進展するに従って排圧が上昇するので、ＰＭの堆積をそのまま放置すると、排気通路の排圧が更に上昇し、内燃機関の運転に大きな支障が発生し、内燃機関の故障の原因となる。

そのため、ＰＭ捕集フィルタ内に捕集したＰＭ量が予め設定した限界量に達したと判断した場合に、ＰＭ捕集フィルタの再生制御で、遅延マルチ噴射等のシリンダ内燃料噴射によって排気ガス温度を上昇させて、酸化触媒を触媒活性温度以上に昇温し、この昇温後に、ポスト噴射等のシリンダ内燃料噴射や排気管内直接燃料噴射により、炭化水素（ＨＣ）を酸化触媒に供給して、この炭化水素を酸化触媒で酸化して、排気ガス温度を更に昇温して、この高温の排気ガスによりＰＭ捕集フィルタの温度をＰＭ燃焼開始温度以上に昇温させて、ＰＭ捕集フィルタ内に捕集されたＰＭを燃焼除去している。

従って、ハイブリッド車両でも、内燃機関の運転に伴いＰＭ捕集フィルタの再生制御を行う必要があるが、従来技術においては、ＰＭ捕集フィルタの再生制御は、電動発電機を併用することなく、内燃機関の運転のみで処理している。つまり、ＰＭ捕集フィルタの再生制御が必要になると、電動発電機の機能を停止して、電動発電機を使用せずに、ハイブリッド制御をすることなく、内燃機関のみで車両運転をする状態とし、ハイブリッド車両ではない内燃機関のみの車両と同様なＰＭ捕集フィルタの再生制御を行っている。

内燃機関のみでＰＭ捕集フィルタの再生を行う場合においては、加速時等の内燃機関の高負荷運転の状態では、内燃機関から排出される排気ガスの温度が高くなるので、再生制御で上昇させる排気ガス温度の上昇量が少なくて済む。そのため、再生用の燃料量も少なくて済み、ＰＭ捕集フィルタの再生を効率よく行うことができる。

しかしながら、内燃機関の中負荷運転や低負荷運転では、内燃機関から排出される排気ガスの温度が低くなるので、再生制御で上昇させる排気ガス温度の上昇量が大きくなり、再生用の燃料量も多くなる。そのため、ＰＭ捕集フィルタがＰＭの燃焼開始温度に上昇するまでの時間も長くなる。また、再生制御の途中で、高負荷運転から中負荷運転又は低負荷運転になったときには、再生のための排気ガスの温度を維持する必要もある。これらのために、車両の燃費が再生制御により悪化してしまうという問題があった。

この問題に関連して、例えば、エンジン（内燃機関）とモータとを備えるハイブリッド車両において、排気浄化装置（ＰＭ捕集フィルタ）の再生時に、バッテリの過充電を生じることなく、迅速に昇温可能とするために、排気浄化装置（ＰＭ捕集フィルタ）の再生のための昇温要求時に、バッテリ充電量ＳＯＣが低レベルの時は、エンジンによりモータを駆動して発電を行わせ、エンジンの高負荷運転により、排気温度を上昇させ、バッテリ充電量ＳＯＣが高レベルになると、エンジンでの燃料噴射時期の遅角による排気温度上昇を併用して、発電量を低下させ、過充電を防止するハイブリッド車両の排気浄化システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−２３０４７５号公報

本発明は、上記のことを鑑みてなされたものであり、その目的は、内燃機関の排気通路に備えたＰＭ捕集フィルタの再生制御時に、電動発電機による発電を併用しながら、内燃機関の運転を再生制御に専念させることで、ＰＭ捕集フィルタの再生制御時間の短縮を図り、車両の燃費低減効果を図ることができるハイブリッド車両及びその制御方法を提供することである。

上記の目的を達成するための本発明のハイブリッド車両は、内燃機関と電動発電機の両方を車両の走行用の駆動源とする機能を有するハイブリッドシステムと、前記内燃機関の排気通路にＰＭ捕集フィルタを有する排気ガス浄化システムを備えたハイブリッド車両において、前記ハイブリッドシステムと前記排気ガス浄化システムを制御する制御装置が、前記ＰＭ捕集フィルタの再生制御を行う場合に、車両運転に必要な負荷が、予め設定された高負荷領域にあると判定したときは、前記電動発電機を使用せずに、前記内燃機関の駆動力だけで車両走行する内燃機関単独運転を行い、車両運転に必要な負荷が、前記高負荷領域よりも負荷が低い領域として予め設定された低負荷領域にあると判定したときは、前記内燃機関を車両走行に使用せずにＰＭ捕集フィルタの再生のために使用すると共に、バッテリからの電力により駆動する前記電動発電機の駆動力だけで車両走行するモータ走行運転を行い、車両運転状態が、車両の車輪から回生エネルギーを回収できる領域として予め設定された回生領域にあると判定したときは、前記内燃機関を車両走行に使用せずにＰＭ捕集フィルタの再生のために使用すると共に、車両の車輪の駆動軸からの駆動力で前記電動発電機を駆動してエネルギーを回収する回生制御運転を行うように構成される。

なお、ここでは、「車両運転」は「車両走行」を含むより広い範囲の言葉として使用しており、例えば、「車両運転」に必要な負荷は、「車両走行」に必要な車軸に伝達する負荷（トルク）だけでなく、内燃機関の冷却水ポンプや潤滑油ポンプなどの運転に必要な負荷も含まれたものになる。

この構成によれば、車両運転に必要な負荷（トルク）が高負荷領域にあるときは、内燃機関単独運転で、遅延マルチ噴射等の排気ガス温度を上昇させるシリンダ内燃料噴射をすることなく、内燃機関からの高い温度の排気ガスで酸化触媒の温度を触媒活性温度以上に昇温及び維持して、必要に応じて、ポスト噴射等のシリンダ内燃料噴射や排気管内直接燃料噴射で炭化水素を酸化触媒に供給して、この炭化水素を酸化触媒で酸化して、ＰＭ捕集フィルタに流入する排気ガス温度及びＰＭ捕集フィルタの温度を効率良く上昇して、ＰＭ捕集フィルタに堆積したＰＭを効率よく燃焼除去することができる。

また、車両運転に必要な負荷が、低負荷領域にあるときは、モータ走行運転で、内燃機関を車両走行に使用せずにＰＭ捕集フィルタの再生のために使用すると共に、事前に内燃機関で駆動される電動発電機で発電した電気又は車両回生制動時に電動発電機で発電した電気を充電していたバッテリからの電力により電動発電機を駆動して、この電動発電機の駆動力だけで車両を走行させる。

これにより、内燃機関の運転をＰＭ捕集フィルタの再生に専念させることができ、この内燃機関の遅延マルチ噴射等のシリンダ内燃料噴射により排気ガス温度を上昇させて、酸化触媒の温度を触媒活性温度以上に昇温及び維持して、必要に応じて、ポスト噴射等のシリンダ内燃料噴射や排気管内直接燃料噴射で炭化水素を酸化触媒に供給して、この炭化水素を酸化触媒で酸化して、ＰＭ捕集フィルタに流入する排気ガス温度及びＰＭ捕集フィルタの温度を効率良く上昇して、ＰＭ捕集フィルタに堆積したＰＭを効率よく燃焼除去することができる。

また、車両の運転領域が、車両の車輪から回生エネルギーを回収できる領域として予め設定された回生領域にあるときは、内燃機関を車両の走行に使用せずにＰＭ捕集フィルタの再生のために使用すると共に、回生制御運転で、車両の車輪の駆動軸からの駆動力で電動発電機を駆動してエネルギーを回収する。

従って、車両運転に必要な負荷が低負荷領域にあるときと回生領域にあるときは、ＰＭ捕集フィルタの再生に必要な高温の排気ガスを、車両の走行に使用されずにＰＭ捕集フィルタの再生用の運転に専念させることができるようになった内燃機関の運転により、効率良く排気ガスの温度を上昇させることができるので、酸化触媒の温度を触媒活性温度以上に昇温及び維持して、必要に応じて、ポスト噴射等のシリンダ内燃料噴射や排気管内直接燃料噴射で炭化水素を酸化触媒に供給して、この炭化水素を酸化触媒で酸化して、ＰＭ捕集フィルタに流入する排気ガス温度及びＰＭ捕集フィルタの温度を効率良く上昇して、ＰＭ捕集フィルタに堆積したＰＭを効率よく燃焼除去することができる。

上記のハイブリッド車両において、前記制御装置が、前記高負荷領域と前記低負荷領域の間に中負荷領域を予め設定し、前記ＰＭ捕集フィルタの再生制御を行う場合に、車両運転に必要な負荷が、前記中負荷領域にあると判定したときは、前記内燃機関の駆動力により前記電動発電機を駆動して発電した電気をバッテリに充電すると共に、前記内燃機関の駆動力で車両を走行させる走行充電運転を行うように構成されると、以下の効果も奏することができる。

この構成によれば、ＰＭ捕集フィルタの再生制御時に、車両運転に必要な負荷が中負荷領域にあるときは、車両運転に必要な負荷で内燃機関を運転しても、ＰＭ捕集フィルタの再生に必要な排気ガス温度が得られないので、走行充電運転にすることで、電動発電機で発電するのに必要な負荷を車両運転に必要な負荷に加えて、中負荷よりも高い負荷で内燃機関を運転することで、内燃機関から排出される排気ガスの温度を上昇させることができる。

この排気ガスの昇温により、酸化触媒の温度を触媒活性温度以上に昇温及び維持して、必要に応じて、ポスト噴射等のシリンダ内燃料噴射や排気管内直接燃料噴射で炭化水素を酸化触媒に供給して、この炭化水素を酸化触媒で酸化して、ＰＭ捕集フィルタに流入する排気ガス温度及びＰＭ捕集フィルタの温度を効率良く上昇して、ＰＭ捕集フィルタに堆積したＰＭを効率よく燃焼除去することができる。

そのため、酸化触媒及びＰＭ捕集フィルタの温度上昇が必要な時には早期に温度上昇できてＰＭ捕集フィルタの再生の時間を短縮でき、また、ＰＭ捕集フィルタの温度維持時には、車両運転に必要な負荷が高負荷領域から外れて中負荷領域に入っても、内燃機関の運転をＰＭ捕集フィルタの再生に専念させて内燃機関からの排気ガスの温度が低下するのを防止できる。

これにより、酸化触媒の温度を触媒活性温度以上に維持して、必要に応じて、ポスト噴射等のシリンダ内燃料噴射や排気管内直接燃料噴射で炭化水素を酸化触媒に供給して、この炭化水素を酸化触媒で酸化して、ＰＭ捕集フィルタに流入する排気ガス温度及びＰＭ捕集フィルタ温度を再生温度（ＰＭ燃焼可能温度）以上に効率良く維持できてＰＭ捕集フィルタの再生の時間を短縮できる。

また、電動発電機による発電負荷分が加わるため、内燃機関を燃焼効率の高い状態で運転することができ、しかも、ＰＭ捕集フィルタの温度上昇のために使用した燃料のエネルギーをバッテリへの充電エネルギーとして利用できる。従って、全体として、ＰＭ捕集フィルタの再生のために消費される燃料エネルギーの量を減少できる。

そして、上記の目的を達成するためのハイブリッド車両の制御方法は、内燃機関と電動発電機の両方を車両の走行用の駆動源とする機能を有するハイブリッドシステムと、前記内燃機関の排気通路にＰＭ捕集フィルタを有する排気ガス浄化システムを備えたハイブリッド車両の制御方法において、前記ＰＭ捕集フィルタの再生制御を行う場合に、車両運転に必要な負荷が、予め設定された高負荷領域にあるときは、前記電動発電機を使用せずに、前記内燃機関の駆動力だけで車両走行する内燃機関単独運転を行い、車両運転に必要な負荷が、前記高負荷領域よりも負荷が低い領域として予め設定された低負荷領域にあるときは、前記内燃機関を車両走行に使用せずにＰＭ捕集フィルタの再生のために使用すると共に、バッテリからの電力により駆動する前記電動発電機の駆動力だけで車両走行するモータ走行運転を行い、車両運転状態が、車両の車輪から回生エネルギーを回収できる領域として予め設定された回生領域にあるときは、前記内燃機関を車両走行に使用せずにＰＭ捕集フィルタの再生のために使用すると共に、車両の車輪の駆動軸からの駆動力で前記電動発電機を駆動してエネルギーを回収する回生制御運転を行うことを特徴とする方法である。

また、上記のハイブリッド車両の制御方法において、前記高負荷領域と前記低負荷領域の間に中負荷領域を予め設定し、前記ＰＭ捕集フィルタの再生制御を行う場合に、車両運転に必要な負荷が前記中負荷領域にあるときは、前記内燃機関の駆動力により前記電動発電機を駆動して発電した電気をバッテリに充電すると共に、前記内燃機関の駆動力で車両を走行させる走行充電運転を行う。

これらの方法によれば、上記のハイブリッド車両と同様な効果を奏することができる。

本発明のハイブリッド車両及びその制御方法によれば、内燃機関の排気通路に備えたＰＭ捕集フィルタの再生制御時に、電動発電機による発電を併用しながら、内燃機関の運転を再生制御に専念させることで、ＰＭ捕集フィルタの再生制御時間の短縮を図り、車両の燃費低減効果を図ることができる。

さらに、高負荷領域と低負荷領域の間に中負荷領域を予め設定し、ＰＭ捕集フィルタの再生制御を行う場合に、車両運転に必要な負荷がこの中負荷領域にあるときに、内燃機関の駆動力によりバッテリを充電しながら車両を走行させる走行充電運転を行うように構成すると、電動発電機による発電負荷分が加わるため、内燃機関を燃焼効率の高い状態で運転することができ、しかも、ＰＭ捕集フィルタの温度上昇のために使用した燃料のエネルギーを充電エネルギーとして利用でき、全体として、ＰＭ捕集フィルタの再生のために消費される燃料エネルギーの量を減少できる。また、電動発電機による発電負荷分が加わった分だけ負荷の高い状態で内燃機関を運転するので、内燃機関からの排気ガスの温度を高くすることができ、ＰＭ捕集フィルタの再生の時間を短縮できる。

本発明の実施の形態のハイブリッド車両の構成を示す図で、内燃機関のみで車両を走行させる「内燃機関単独運転」におけるエネルギーの流れを示す図である。図１のハイブリッド車両の「モータ走行制御」におけるエネルギーの流れを示す図である。図１のハイブリッド車両の「回生制御運転」におけるエネルギーの流れを示す図である。図１のハイブリッド車両の走行に必要とされる負荷以上の負荷を内燃機関に加えた「走行充電運転」におけるエネルギーの流れを示す図である。本発明の第１の実施の形態のハイブリッド車両の制御方法に関する車両の運転領域の区分を模式的に示す図である。本発明の第１の実施の形態のハイブリッド車両の制御方法に関する車両の運転領域の区分を模式的に示す図である。本発明の第１の実施の形態のハイブリッド車両の制御方法に関する制御フローの一例を示す図である。本発明の第２の実施の形態のハイブリッド車両の制御方法に関する制御フローの一例を示す図である。本発明の第２の実施の形態のハイブリッド車両の制御方法の実施例におけるＰＭ捕集フィルタの昇温制御時間及び再生制御時間を、従来技術の従来例との比較で示す図である。ＰＭ捕集フィルタの再生における「走行充電運転」と「モータ走行運転」と「内燃機関単独運転」との間の遷移関係を示す図である。ハイブリッド車両における機器類の配置例を示す図である。

以下、本発明に係る実施の形態のハイブリッド車両及びその制御方法について説明する。図１〜図４に示すように、この実施の形態のハイブリッド車両（ＨＥＶ：以下車両とする）１は、エンジン（内燃機関）１０と電動発電機（走行用電動機兼発電機）２０の両方を走行用の動力源とするパラレル型ハイブリッド車両である。

なお、ここでは、図１のパラレル型ハイブリッド車両を例にして説明するが、必ずしもパラレル型ハイブリッド車両でなくてもよく、エンジン１０と電動発電機２０の両方を走行用の動力源とすることができる機能を有するハイブリッド車両であればよい。

図１に示すように、このエンジン１０の動力は、エンジン１０に接続するトルクコンバータ１３、接続状態のエンジン用クラッチ１４を介してトランスミッション３０に伝達され、さらに、トランスミッション３０よりプロペラシャフト３１を介してデファレンシャルギア３２に伝達され、デファレンシャルギア３２よりドライブシャフト３３を介して車輪３４に伝達される。これにより、エンジン１０の動力が車輪３４に伝達され、車両１が走行する。電動発電機用クラッチ２３をＯＦＦにして電動発電機２０をエンジン１０と切り離して、電動発電機２０を使用しないで、即ち、電動発電機２０の駆動又は発電の機能を停止して、エンジン１０の駆動力だけで車両１を走行させる運転を、ここでは「内燃機関単独運転」ということにする。

一方、電動発電機２０の動力に関しては、バッテリ２２に充電（蓄電）された電力がインバータ２１を介して電動発電機２０に供給され、この電力により電動発電機２０が駆動され動力を発生する。この電動発電機２０の動力は、接続状態の電動発電機用クラッチ２３を介してトランスミッション３０に伝達され、更に、トランスミッション３０よりプロペラシャフト３１を介してデファレンシャルギア３２に伝達され、デファレンシャルギア３２よりドライブシャフト３３を介して車輪３４に伝達される。

これにより、電動発電機２０の動力が車輪３４に伝達され、車両１が走行する。エンジン用クラッチ１４をＯＦＦにして断絶状態にして電動発電機２０をエンジン１０と切り離して、エンジン１０を運転しないで、バッテリ２２からの電力により駆動する電動発電機２０の駆動力だけで車両１を走行させる運転を、ここでは「モータ単独走行運転」ということにする。

このエンジン１０の動力は、エンジン１０内で燃料を燃焼させてピストンを動かすことで発生させるが、この燃焼により生じた排気ガスＧにはＮＯｘ（窒素酸化物）、ＰＭ（Particulate Matter：微粒子状物質）等が含有されるため、そのまま、何の処理も施さず大気中に放出すると環境汚染の面から好ましくない。そのため、排気ガス浄化装置１２を排気通路１１内に配設して、この排気ガス浄化装置１２により、排気ガスＧ内のＮＯｘ、ＰＭ等を浄化処理している。この浄化処理された排気ガスＧｃは、マフラー（図示しない）等を経由して大気中に放出される。

この排気ガス浄化装置１２は、例えば、三元触媒装置（ＴＷＣ）、酸化触媒装置（ＤＯＣ）、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒装置（ＬＮＴ）等の組み合わせで構成されるのが一般的であるが、排気ガスＧ内に含有されるＰＭを浄化処理する装置として、図１等に示すような酸化触媒装置（ＤＯＣ）１２ａとＰＭ捕集フィルタ（Diesel Particulate Filter）１２ｂの組み合わせが使用されている。

この酸化触媒１２ａは、例えば、コージェライトハニカム等の多孔質のセラミックのハニカム構造等の担持体に、ロジウム、酸化セリウム、白金、酸化アルミニウム等を担持して形成される。この酸化触媒１２ａは、排気ガスＧ中に未燃燃料である炭化水素（ＨＣ）や一酸化炭素（ＣＯ）等があるとこれを酸化し、この酸化で発生する熱により排気ガスＧを昇温して、この昇温した排気ガスＧで下流側のＰＭ捕集フィルタ１２ｂを昇温させる。

また、このＰＭ捕集フィルタ１２ｂは、一般的に、多孔質のセラミックのハニカムのチャンネルの入口と出口を交互に目封じしたモノリスハニカム型ウォールフロータイプのフィルタ等で形成され、このフィルタの部分に白金や酸化セリウム等の酸化触媒やＰＭ酸化触媒を担持する場合が多い。このＰＭ捕集フィルタ１２ｂにより、排気ガスＧ中のＰＭは、多孔質のセラミックの壁で捕集される。

このＰＭ捕集フィルタ１２ｂで排気ガスＧに含有されているＰＭを捕集するが、ＰＭ捕集フィルタ１２ｂ内のＰＭ捕集量が増加するにつれて、ＰＭ捕集フィルタ１２ｂのフィルタ部分の目詰まりが進行し、ＰＭ捕集フィルタ１２ｂ前後の排気通路１１における差圧が上昇する。

そのため、ＰＭ捕集フィルタ１２ｂ内に所定量以上のＰＭが捕集された状況になった場合には、ＰＭ捕集フィルタ１２ｂの再生制御を行ってＰＭ捕集フィルタ温度を再生温度（ＰＭ燃焼可能温度）以上に昇温させ、ＰＭ捕集フィルタ１２ｂ内に捕集されたＰＭを燃焼除去する必要がある。

より詳細には、例えば、図１に示すように、排気通路１１におけるＰＭ捕集フィルタ１２ｂの前後に差圧センサ４１を設け、この差圧センサ４１の出力を、エンジン１０全体の制御を管轄するＥＣＵと呼ばれる制御装置４０に入力し、制御装置４０で差圧センサ４１で計測した差圧値Ｐが所定の判定値Ｐ１以上か否かを判定して、差圧値Ｐが所定の判定値Ｐ１以上の場合には、ＰＭ捕集フィルタ１２ｂ内のＰＭ捕集量値Ｍが限界値Ｍ１以上となったと判定する、すなわち、ＰＭ捕集フィルタ１２ｂの再生が必要であると判定する。

この際、排気通路１１におけるＰＭ捕集フィルタ１２ｂの前後いずれかに（図１では前（上流側））排気ガス温度センサ４２を設け、この排気ガス温度センサ４２で計測した計測温度ＴをＰＭ捕集フィルタ１２ｂの温度の代用にして、この計測温度Ｔが所定の温度値Ｔ１未満である場合は、ＰＭ捕集フィルタ１２ｂは捕集されているＰＭを燃焼除去できる温度（再生温度：ＰＭ燃焼可能温度）に到達していないと判定して、エンジン１０のシリンダ内燃料噴射で遅延マルチ噴射を行って排気ガスＧを昇温する昇温制御を行う。

この高温の排気ガスＧで、酸化触媒１２ａの温度を触媒活性温度以上に昇温及び維持すると共に、必要に応じて、ポスト噴射等のシリンダ内燃料噴射や排気管内直接燃料噴射で炭化水素を酸化触媒１２ａに供給して、この炭化水素を酸化触媒１２ａで酸化して、ＰＭ捕集フィルタ１２ｂに流入する排気ガス温度及びＰＭ捕集フィルタ温度を再生温度（ＰＭ燃焼可能温度）以上に昇温し、ＰＭ捕集フィルタ１２ｂ内に捕集されたＰＭを燃焼除去する。

そして、計測温度Ｔが所定の温度値Ｔ１以上となると、ＰＭ捕集フィルタ１２ｂは再生温度に到達したと判定して昇温制御を終了し、計測温度Ｔが所定の温度値Ｔ１以上を維持するように排気ガスＧの温度を制御する温度維持制御を行う。

そして、この計測温度Ｔが所定の温度値Ｔ１以上になっている時間ｔが、予め設定した所定の再生制御用時間ｔｍａｘを経過すると、ＰＭ捕集フィルタ１２ｂ内に捕集されていたＰＭが燃焼除去できたとして、昇温制御及び温度維持制御を終了し、ＰＭ捕集フィルタ１２ｂの再生制御を終了する。

なお、再生制御途中で、エンジン１０に要求される負荷が大きくなり、エンジン１０の運転が高負荷運転となって排気ガスＧの計測温度Ｔが所定の温度値Ｔ１以上になって、ＰＭ捕集フィルタ１２ｂが再生温度以上になった場合は、特にＰＭ捕集フィルタ１２ｂを昇温させる昇温制御をしなくてもＰＭは燃焼除去されるようになる。

なお、ＰＭ捕集フィルタ１２ｂの再生制御の開始の指標については、開始時点が的確に判断できるものであれば、ＰＭ捕集フィルタ１２ｂの前後の差圧値Ｐでなくてもよく、ＰＭの累積堆積量Ｍの推定値を用いてもよい。また、ＰＭ捕集フィルタ１２ｂの温度については、ＰＭ捕集フィルタ１２ｂの前後両方に排気ガス温度センサを設置し、これらの排気ガス温度センサの計測温度の両方の平均温度をＰＭ捕集フィルタ１２ｂの推定温度としてもよい。

次に、この車両１におけるハイブリッド車両の制御方法について説明する。このハイブリッド車両の制御方法は、ＰＭ捕集フィルタ１２ｂの再生制御に関する制御方法であり、次のような第１の実施の形態のハイブリッド車両の制御方法と第２の実施の形態のハイブリッド車両の制御方法とがある。

第１の実施の形態のハイブリッド車両の制御方法では、図５に示すように、車両の運転領域を高負荷領域と低負荷領域と回生領域に区分する。縦軸は車両の運転に必要な負荷（トルク）と制動力（制動トルク）を示し、横軸はエンジン回転数を示す。

このハイブリッド車両の制御方法では、ＰＭ捕集フィルタ１２ｂの再生制御の時に、ドライバのアクセルペダル踏込量等に基づいて算出される車両１の運転に必要な負荷が予め設定された高負荷領域にあるときは、図１に示すように、電動発電機用クラッチ２３をＯＦＦにして断絶状態にして電動発電機２０をエンジン１０と切り離して、電動発電機２０を使用しないで、即ち、電動発電機２０の機能を停止して、エンジン１０の駆動力だけで車両１を走行させる「内燃機関単独運転」を行う。

また、車両１の運転に必要な負荷が、高負荷領域よりも負荷が低い領域として予め設定された低負荷領域にあるときは、図２に示すように、電動発電機２０をエンジン１０と切り離して、エンジン１０ではＰＭ捕集フィルタ１２ｂの再生のための運転を行うと共に、バッテリ２２からの電力により駆動する電動発電機２０の駆動力だけで車両１を走行させる運転を行う。この運転をここでは「モータ走行運転」という。この「モータ走行運転」はエンジン１０を運転する点が「モータ単独走行運転」とは異なる。

また、車両１の運転状態が、車輪３４から回生エネルギーを回収できる領域として予め設定された回生領域にあるときは、図３に示すように、電動発電機２０をエンジン１０と切り離して、エンジン１０ではＰＭ捕集フィルタ１２ｂの再生のための運転を行うと共に、車輪３４の駆動軸３３、３１からの駆動力で電動発電機２０を駆動してエネルギーを回収してバッテリ２２に充電する運転を行う。この運転をここでは「回生制御運転」という。

この第１の実施の形態のハイブリッド車両の制御方法について、図７の制御フローに基づいてより詳しく説明する。この制御フローは車両１の運転開始に伴うエンジン１０の運転開始と共に、上級の制御フローから呼ばれて実施され、エンジン１０の運転停止と共に割り込みによりリターンして上級の制御フローに戻り、この上級の制御フローの終了と共に終了する制御フローとして示している。

この図７の制御フローがスタートすると、ステップＳ１１にて、ＰＭ捕集フィルタ１２ｂの再生が必要か否かを判定する。この判定では、差圧センサ４１で計測した差圧値Ｐが所定の判定値Ｐ１以上となったか否かを判定し、差圧値Ｐが所定の判定値Ｐ１以上である場合には、ＰＭ捕集フィルタ１２ｂ内のＰＭ捕集量値Ｍが所定の限界値Ｍ１以上であり、再生が必要であると判定する。また、差圧値Ｐが所定の判定値Ｐ１未満の場合には、再生は不要であると判定する。

ステップＳ１１の判定で、再生が不要であると判定された場合は、予め設定された所定の第１時間（ステップＳ１１の判定のインターバルに関係する時間）を経過した後、ステップＳ１１に戻る。一方、ステップＳ１１の判定で、再生制御が必要と判定された場合は、ステップＳ１２に行き、車両１の運転領域を判定する。

このステップＳ１２の車両１の運転領域の判定は、車両１の運転に必要な負荷（トルク）又は制動力（制動トルク）とエンジン回転数とから、予め設定された図５に示すようなマップデータに基づいて、高負荷領域と低負荷領域と回生領域のいずれにあるかを判定する。

このステップＳ１２の車両１の運転領域の判定で、高負荷領域にあるときは、ステップＳ１３に行き、図１に示すように、電動発電機２０をエンジン１０と切り離して電動発電機２０を使用しないで、エンジン１０の駆動力だけで車両を走行させる「内燃機関単独運転」を予め設定された所定の第２時間（制御のインターバルに関係する時間）の間行い、ステップＳ１６に行く。

このステップＳ１３の「内燃機関単独運転」では、エンジン用クラッチ１４をＯＮにして接続状態とすると共に、電動発電機用クラッチ２３をＯＦＦにして断絶状態とする。これにより、エンジン１０はエンジン単独で車両１の運転に要求される負荷を発生するエンジン１０の高負荷運転を行う。

このエンジン１０の高負荷運転では、排気ガスＧの温度が高くなっているので、排気ガスＧ、酸化触媒１２ａ及びＰＭ捕集フィルタ１２ｂの昇温に関しては、シリンダ内燃料噴射で排気ガスＧの昇温制御をしなくても、あるいは、昇温制御をしたとしても僅かの昇温制御で済み、また、排気ガスＧ、酸化触媒１２ａ及びＰＭ捕集フィルタ１２ｂの温度維持に関しても、遅延マルチ噴射又はポスト噴射等のシリンダ内燃料噴射で排気ガスＧの温度維持制御をしなくても、あるいは、温度維持制御をしたとしても僅かの温度維持制御で済むこととなり、少ない燃料消費で排気ガスＧの計測温度Ｔを所定の温度値Ｔ１以上に維持できる。

また、ステップＳ１２の車両の運転領域の判定で、低負荷領域にあるときは、ステップＳ１４に行き、図２に示すように、電動発電機２０をエンジン１０と切り離して、エンジン１０ではＰＭ捕集フィルタ１２ｂの再生のための運転を行うと共に、バッテリ２２からの電力により駆動する電動発電機２０の駆動力だけで車両１を走行させる「モータ走行運転」を第２時間の間行い、ステップＳ１６に行く。

このステップＳ１４の「モータ走行運転」では、エンジン用クラッチ１４をＯＦＦにして断絶状態とすると共に、電動発電機用クラッチ２３をＯＮにして接続状態とする。これにより、車両１の走行は、バッテリ２２から供給される電力で電動発電機２０を駆動して、この電動発電機２０により車輪３４を回転駆動することにより行われる。この間、エンジン１０ではＰＭ捕集フィルタ１２ｂの再生のための制御が行われ、排気ガスＧの昇温制御と温度維持制御を行う。これにより、エンジン１０の運転を再生制御に専念させることで、排気ガスＧ及びＰＭ捕集フィルタ１２ｂの温度低下を回避でき、ＰＭ捕集フィルタ１２ｂの再生制御時間を短縮して車両の燃費低減効果を図ることができる。

なお、この「モータ走行運転」では、バッテリ２２の充電量（ＳＯＣ）Ｂが所定の第１充電量Ｂ１（放電可能下限値）以上であるか否かを確認し続け、バッテリ２２の充電量Ｂがこの第１充電量Ｂ１未満になった場合には、電動発電機用クラッチ２３をＯＦＦにして断絶状態とし、電動発電機２０による駆動を停止して、バッテリ２２の過放電を防止する。それと共に、エンジン用クラッチ１４をＯＮにして接続状態にして、車両１の運転領域の判定で低負荷領域にあるときでも、ステップＳ１３と同様の「内燃機関単独運転」を行う。

更に、ステップＳ１２の車両１の運転領域の判定で、車両１が減速状態になったり、坂道を下ったりして、制動力が必要になり、回生領域にあるときは、ステップＳ１５に行き、図３に示すように、電動発電機２０をエンジン１０と切り離して、エンジン１０ではＰＭ捕集フィルタ１２ｂの再生のための運転を行うと共に、車輪３４の駆動軸３３、３１からの駆動力で電動発電機２０を駆動してエネルギーを回収してバッテリ２２に充電する運転を第２時間の間行い、ステップＳ１６に行く。この運転をここでは「回生制御運転」という。

このステップＳ１５の「回生制御運転」では、エンジン用クラッチ１４をＯＦＦにして断絶状態とすると共に、電動発電機用クラッチ２３をＯＮにして接続状態とする。これにより、ハイブリッド車両１の制動力により電動発電機２０を駆動して発電し、この発電した電気をバッテリ２２に供給してバッテリ２２を充電する。この間、エンジン１０ではＰＭ捕集フィルタ１２ｂの再生用の制御が行われ、排気ガスＧの昇温制御と温度維持制御を行う。これにより、電動発電機２０による発電を併用しながら、エンジン１０の運転を再生に専念させることで、排気ガスＧ及びＰＭ捕集フィルタ１２ｂの温度低下を回避でき、ＰＭ捕集フィルタ１２ｂの再生制御時間を短縮して燃費低減効果を図ることができる。

なお、この「回生制御運転」では、バッテリ２２の充電量（ＳＯＣ）Ｂが所定の第２充電量Ｂ２（充電可能上限値）未満であるか否かを確認し続け、バッテリ２２の充電量Ｂがこの第２充電量Ｂ２以上になった場合には、電動発電機用クラッチ２３をＯＦＦにして断絶状態とし、電動発電機２０による発電を停止して、バッテリ２２の過充電を防止する。それと共に、エンジン用クラッチ１４をＯＮにして接続状態にして、車両１の運転領域の判定で回生領域にあるときでも、ステップＳ１３と同様の「内燃機関単独運転」を行う。

ステップＳ１６では、ＰＭ捕集フィルタ１２ｂの再生が終了したか否かを判定する。この再生の終了の判定は、排気ガスＧの計測温度Ｔが所定の温度値Ｔ１以上の時間ｔが予め設定した再生用時間ｔｍａｘを超えたか否かで行うが、他の判定方法を使用してもよい。このステップＳ１６の判定で、終了と判定した場合には、ステップＳ１１に戻り、また、終了しておらず、継続と判定した場合には、ステップＳ１２に戻る。そして、ステップＳ１１からステップＳ１６を繰り返し実施し、エンジン１０の停止を受けると、割り込みが生じてリターンして上級の制御フローに戻り、この上級の制御フローと共に終了する。

上記の第１の実施の形態の制御方法によれば、ＰＭ捕集フィルタ１２ｂの再生制御の時に、車両１の運転に必要な負荷が予め設定された高負荷領域にあるときは、電動発電機２０をエンジン１０と切り離して電動発電機２０を使用しないで、エンジン１０の駆動力だけで車両１を走行させる「内燃機関単独運転」を行い、車両１の運転に必要な負荷が、高負荷領域よりも負荷が低い領域として予め設定された低負荷領域にあるときは、電動発電機２０をエンジン１０と切り離して、エンジン１０ではＰＭ捕集フィルタ１２ｂの再生のための運転を行うと共に、バッテリ２２からの電力により駆動する電動発電機２０の駆動力だけで車両１を走行させる「モータ走行運転」を行い、車両１の車輪３４から回生エネルギーを回収できる領域として予め設定された回生領域にあるときは、電動発電機２０をエンジン１０と切り離して、エンジン１０ではＰＭ捕集フィルタ１２ｂの再生のための運転を行うと共に、車両１の車輪３４の駆動軸３３、３１からの駆動力で電動発電機２０を駆動してエネルギーを回収する「回生制御運転」を行うことができる。

そして、この第１の実施の形態のハイブリッド車両の制御方法によれば、車両１の運転に必要な負荷（トルク）が高負荷領域にあるときは、「内燃機関単独運転」で、遅延マルチ噴射やポスト噴射等の排気ガス温度を上昇させるシリンダ内燃料噴射をすることなく、エンジン１０からの高い温度の排気ガスＧでＰＭ捕集フィルタ１２ｂの温度を効率良く上昇できる。

また、車両１の運転に必要な負荷が、低負荷領域にあるときは、「モータ走行運転」で、電動発電機２０をエンジン１０と切り離して、エンジン１０ではＰＭ捕集フィルタ１２ｂの再生のための運転を行うと共に、事前にエンジン１０で駆動される電動発電機２０で発電した電気又は車両１の制動力で駆動される電動発電機２０で発電した電気を充電していたバッテリ２２からの電力により電動発電機２０を駆動して、この電動発電機２０の駆動力だけで車両１を走行させることで、エンジン１０の運転をＰＭ捕集フィルタ１２ｂの再生に専念させることができ、このエンジン１０の遅延マルチ噴射やポスト噴射等のシリンダ内燃料噴射や排気管内直接燃料噴射により排気ガスＧの温度を上昇させて、このエンジン１０からの高温の排気ガスＧでＰＭ捕集フィルタ１２ｂの温度を効率良く上昇できる。

また、車両１の運転領域が、車両１の車輪３４から回生エネルギーを回収できる領域として予め設定された回生領域にあるときは、電動発電機２０をエンジン１０と切り離して、エンジン１０ではＰＭ捕集フィルタ１２ｂの再生のための運転を行うと共に、「回生制御運転」で、車輪３４の駆動軸３３、３１からの駆動力で電動発電機２０を駆動してエネルギーを回収する。これにより、エンジン１０の運転をＰＭ捕集フィルタ１２ｂの再生に専念させることができ、このエンジン１０の遅延マルチ噴射やポスト噴射等のシリンダ内燃料噴射や排気管内直接燃料噴射により排気ガスＧの温度を上昇させて、このエンジン１０からの高温の排気ガスＧでＰＭ捕集フィルタ１２ｂの温度を効率良く上昇できる。

従って、車両１の運転に必要な負荷が低負荷領域にあるときと回生領域にあるときは、ＰＭ捕集フィルタ１２ｂの再生のための運転に専念させることができるようになったエンジン１０の運転により、効率良く排気ガスＧの温度をＰＭ捕集フィルタ１２ｂの再生に必要な温度まで上昇させることができて、ＰＭ捕集フィルタ１２ｂの再生に必要な高温の排気ガスＧを得ることができるので、ＰＭ捕集フィルタ１２ｂの温度を効率良く上昇できる。

そして、第２の実施の形態のハイブリッド車両の制御方法では、図６に示すように、車両１の運転領域に関して高負荷領域と低負荷領域の間に中負荷領域を設けて、車両１の運転領域を高負荷領域と中負荷領域と低負荷領域と回生領域に区分する。縦軸は車両の運転に必要な負荷（トルク）と制動力（制動トルク）を示し、横軸はエンジン回転数を示す。

このハイブリッド車両の制御方法では、車両１の運転に必要な負荷が高負荷領域、低負荷領域、回生領域のいずれかにあるときは、第１の実施の形態のハイブリッド車両の制御方法と同じであるが、車両１の運転に必要な負荷が中負荷領域にあるときは、図４に示すように、電動発電機２０をエンジン１０に接続して、エンジン１０の駆動力又は車両１の制動力により電動発電機２０を駆動して発電した電気をバッテリ２２に充電すると共に、エンジン１０の駆動力で車両１を走行させる運転を行う。この運転をここでは「走行充電運転」という。この運転では、エンジンへの要求負荷を高負荷状態に維持し、この高負荷状態の負荷から車両１の運転に必要な負荷を差し引いた残りの負荷を充電用の負荷として制御する。言い換えれば、エンジンへの要求負荷が高負荷状態を維持するように、車両１の運転に必要な負荷に充電用の負荷量を調整制御する。つまり、発電量及び充電量は車両１の運転に必要な負荷に応じて変化する。

この第２の実施の形態のハイブリッド車両の制御方法について、図８の制御フローに基づいてより詳しく説明する。この制御フローは図７の制御フローと同様に、車両１の運転開始に伴うエンジン１０の運転開始と共に、上級の制御フローから呼ばれて実施され、エンジン１０の運転停止と共に割り込みによりリターンして上級の制御フローに戻り、この上級の制御フローの終了と共に終了する制御フローとして示している。

この図８の制御フローがスタートすると、ステップＳ２１にて、再生が必要であるか否かを判定し、このステップＳ２１の判定で、再生が不要であると判定された場合は、予め設定された所定の第３時間（ステップＳ２１の判定のインターバルに関係する時間）を経過した後、ステップＳ２１に戻る。一方、ステップＳ２１の判定で、再生が必要であると判定された場合は、ステップＳ２２ａ，Ｓ２２ｂに行き、車両１の運転領域を判定する。

このステップＳ２２ａ，Ｓ２２ｂの車両の運転領域の判定は、車両１の運転に必要な負荷（トルク）又は制動力とエンジン回転数とから予め設定された図６に示すようなマップデータに基づいて、ステップＳ２２ａで、回生領域か否かを判定し、ステップＳ２２ｂで高負荷領域と中負荷領域と低負荷領域のいずれにあるかを判定する。

このステップＳ２２ａ，Ｓ２２ｂの車両の運転領域の判定で、高負荷領域にあるときは、ステップＳ２３に行き、図１に示すように、電動発電機２０をエンジン１０と切り離して、エンジン１０の駆動力だけで車両１を走行させる「内燃機関単独運転」を予め設定された所定の第４時間（制御のインターバルに関係する時間）の間行い、ステップＳ２７に行く。

また、ステップＳ２２ａ，Ｓ２２ｂの車両の運転領域の判定で、中負荷領域にあるときは、ステップＳ２６に行き、図４に示すように、電動発電機２０をエンジン１０と接続して、エンジン１０の駆動力により車両１を走行させると共に、電動発電機２０を駆動して、バッテリ２２を充電する「走行充電運転」を第４時間の間行い、ステップＳ２７に行く。

このステップＳ２６の「走行充電運転」では、エンジン用クラッチ１４をＯＮにして接続状態とすると共に、電動発電機用クラッチ２３もＯＮにして接続状態とする。これにより、エンジン１０はハイブリッド車両１の運転に要求される負荷に加えて、電動発電機２０を駆動して発電してバッテリ２２に充電するための負荷を発生するために、車両１の運転で要求される負荷よりも負荷が大きいエンジン１０の高負荷運転を行う。

このエンジン１０の高負荷運転で排気ガスＧの温度が高くなるので、排気ガスＧ及びＰＭ捕集フィルタ１２ｂの昇温に関しては、シリンダ内燃料噴射で排気ガスＧの昇温制御をしなくても、あるいは、昇温制御をしたとしてもわずかの昇温制御で済み、また、排気ガスＧ及びＰＭ捕集フィルタ１２ｂの温度維持に関しても、シリンダ内燃料噴射で排気ガスＧの温度維持制御をしなくても、あるいは、温度維持制御をしたとしてもわずかの温度維持制御で済むこととなり、少ない燃料消費で排気ガスＧの計測温度Ｔを所定の温度値Ｔ１以上に維持できる。これにより、エンジン１０から排出される排気ガスＧの温度を上昇させることができ、ＰＭ捕集フィルタ１２ｂの再生に必要な排気ガス温度を得ることができる。

そのため、排気ガスＧ及びＰＭ捕集フィルタ１２ｂの温度上昇時には、排気ガスＧ及びＰＭ捕集フィルタ１２ｂの温度を早期に上昇できて、ＰＭ捕集フィルタ１２ｂの再生の時間を短縮でき、また、排気ガスＧ及びＰＭ捕集フィルタ１２ｂの温度維持時には、車両１の運転に必要な負荷が高負荷領域から外れて中負荷領域に入った場合でもエンジン１０からの排気ガスＧの温度が低下するのを防止できるので、ＰＭ捕集フィルタ１２ｂの温度を再生温度以上に効率良く維持できてＰＭ捕集フィルタ１２ｂの再生の時間を短縮できる。

また、一方で、電動発電機による発電負荷分が加わるため、内燃機関を燃焼効率の高い状態で運転することができ、しかも、エンジン１０で発生する回転エネルギーの内で、車両１の運転で必要とされない回転エネルギーは、電動発電機２０により電気エネルギーに変換されてバッテリ２２に充電されるので、排気ガスＧ及びＰＭ捕集フィルタ１２ｂの温度上昇のために使用した燃料のエネルギーの一部をバッテリ２２への充電エネルギーとして利用できる。従って、全体として、ＰＭ捕集フィルタ１２ｂの再生のために消費される燃料エネルギーの量を減少できる。

なお、この「走行充電運転」では、バッテリ２２の充電量（ＳＯＣ）Ｂが所定の第２充電量Ｂ２（充電可能上限値）未満であるか否かを確認し続け、バッテリ２２の充電量Ｂがこの第２充電量Ｂ２以上になった場合には、電動発電機用クラッチ２３をＯＦＦにして断絶状態とし、電動発電機２０による発電を停止して、バッテリ２２の過充電を防止する。この場合には、エンジン用クラッチ１４をＯＮの接続状態のままにして、車両１の運転領域の判定で中負荷運転領域にあるときでも、ステップＳ２３と同様の「内燃機関単独運転」を行う。

また、ステップＳ２２ａ，Ｓ２２ｂの車両１の運転領域の判定で、低負荷領域にあるときは、ステップＳ２４に行き、図２に示すように、電動発電機２０をエンジン１０と切り離して、エンジン１０ではＰＭ捕集フィルタ１２ｂの再生のための運転を行うと共に、バッテリ２２からの電力により駆動する電動発電機２０の駆動力だけでハイブリッド車両１を走行させる「モータ走行運転」を第４時間の間行い、ステップＳ２７に行く。

更に、ステップＳ２２ａ，Ｓ２２ｂの車両の運転領域の判定で、車両１が減速状態になったり、坂道を下ったりして、制動力が必要になり、回生領域にあるときは、ステップＳ２５に行き、図３に示すように、電動発電機２０をエンジン１０と切り離して、エンジン１０ではＰＭ捕集フィルタ１２ｂの再生のための運転を行うと共に、車輪３４の駆動軸３３、３１からの駆動力で電動発電機２０を駆動してエネルギーを回収する「回生制御運転」を第４時間の間行い、ステップＳ２７に行く。

ステップＳ２７では、ＰＭ捕集フィルタ１２ｂの再生が終了したか否かを判定する。このステップＳ２７の判定で、終了と判定した場合には、ステップＳ２１に戻り、また、終了しておらず、継続と判定した場合には、ステップＳ２２に戻る。そして、ステップＳ２１からステップＳ２７を繰り返し実施し、エンジン１０の停止を受けると、割り込みが生じて上級の制御フローにリターンして、この上級の制御フローと共に終了する。

上記の制御方法によれば、ＰＭ捕集フィルタ１２ｂの再生の時に、車両１の運転に必要な負荷が中負荷領域にあるときは、電動発電機２０をエンジン１０に接続して、エンジン１０の駆動力により電動発電機２０を駆動して発電した電気をバッテリ２２に充電すると共に、エンジン１０の駆動力で車両１を走行させる「走行充電運転」を行うことができる。

そして、この第２の実施の形態のハイブリッド車両の制御方法によれば、第１の実施の形態のハイブリッド車両の制御方法の効果に加えて、ＰＭ捕集フィルタ１２ｂの再生時に、車両１の運転に必要な負荷が中負荷領域にあるときは、車両１の運転に必要な負荷でエンジン１０を運転しても、ＰＭ捕集フィルタ１２ｂの再生に必要な排気ガス温度が得られないので、「走行充電運転」にすることで、電動発電機２０を発電するのに必要な負荷を車両１の運転に必要な負荷に加えて、中負荷よりも高い負荷でエンジン１０を運転することで、エンジン１０から排出される排気ガスＧの温度を上昇させることができ、ＰＭ捕集フィルタ１２ｂの再生に必要な排気ガス温度を得ることができる。

そのため、ＰＭ捕集フィルタ１２ｂの温度上昇時にはＰＭ捕集フィルタ１２ｂの温度を早期に上昇できてＰＭ捕集フィルタ１２ｂの再生の時間を短縮でき、また、ＰＭ捕集フィルタ１２ｂの温度維持時には、車両１の運転に必要な負荷が高負荷領域から外れて中負荷領域に入っても、エンジン１０をＰＭ捕集フィルタ１２ｂの再生に専念させてエンジン１０からの排気ガスＧの温度が低下するのを防止できるので、ＰＭ捕集フィルタ１２ｂの温度を再生温度以上に効率良く維持できてＰＭ捕集フィルタ１２ｂの再生の時間を短縮できる。それと共に、電動発電機による発電負荷分が加わるため、内燃機関を燃焼効率の高い状態で運転することができ、しかも、ＰＭ捕集フィルタ１２ｂの温度上昇のために使用した燃料のエネルギーをバッテリ２２への充電エネルギーとして利用できる。従って、全体として、ＰＭ捕集フィルタ１２ｂの再生のために消費される燃料エネルギーの量を減少できる。

この第２の実施の形態のハイブリッド車両の制御方法を用いた場合の実施例におけるＰＭ捕集フィルタ１２ｂの再生に関して、従来技術の制御方法を用いた場合の従来例との比較を図９に示す。図９は、ＰＭ捕集フィルタ１２ｂの再生における、エンジン負荷、ＰＭ捕集フィルタ１２ｂの温度（排気ガスＧの温度で代用）の推移と、昇温制御時間及び再生制御時間を、比較例（実線）と従来例（点線）で比較した図である。

時刻「ｔ０」でＰＭ捕集フィルタ１２ｂの再生を開始する。時刻「ｔ０」で、ＰＭ捕集フィルタ１２ｂの温度が再生温度未満である場合は、エンジン１０のシリンダ内燃料噴射による昇温制御を開始する。この例ではこの時刻「ｔ０」では車両１の運転領域が中負荷領域にあるので、実施例では、エンジン用クラッチ１４と電動発電機用クラッチ２３を共にＯＮにして接続状態とし、エンジン１０の負荷を増加させる「走行充電制御」を行って排気ガスＧの温度を上昇させる。一方、従来例では、エンジン用クラッチ１４をＯＮにして接続状態とし、電動発電機用クラッチ２３をＯＦＦにして断絶状態とする「内燃機関単独運転」を行って、エンジン１０の運転を車両１の走行に必要な負荷だけを発生しつつ、排気ガス温度を上昇するための昇温制御を行う。

この結果、エンジン１０が発生する負荷が、実施例では従来例よりもバッテリ２２に充電するための負荷分大きいので、時刻「ｔ０」から時刻「ｔ１」の間でＰＭ捕集フィルタ１２ｂの温度を再生温度まで迅速に昇温できる。一方、従来例では、ＰＭ捕集フィルタ１２ｂを再生温度まで昇温するのに時刻「ｔ０」から時刻「ｔ２」の間の時間が必要となる。

そして、エンジン１０の昇温制御により、ＰＭ捕集フィルタ１２ｂの温度が再生温度以上となるとＰＭ捕集フィルタ１２ｂに捕集されているＰＭが燃焼を開始し、ＰＭの燃焼除去が進行する。

この図９の例では、更に、時刻「ｔ３」において、車両１の走行に必要な負荷が減少し、時刻「ｔ４」において、車両１の走行に必要な負荷が増加し、時刻「ｔ５」で元の負荷に戻る。

そのため、実施例では、時刻「ｔ３」から時刻「ｔ４」の間では、エンジン用クラッチ１４をＯＮにして接続状態とし、電動発電機用クラッチ２３をＯＦＦにして断絶状態とする「回生制御運転」を行い、エンジン１０はＰＭ捕集フィルタ１２ｂの再生のためのシリンダ内燃料噴射を継続し、ＰＭ捕集フィルタ１２ｂの温度を再生温度以上に維持する。この間のエンジン１０の回転エネルギーは、電動発電機２０により電気エネルギーに変換されてバッテリ２２に充電される。

また、実施例では、時刻「ｔ４」から時刻「ｔ５」の間では、エンジン用クラッチ１４をＯＦＦにして断絶状態とし、電動発電機用クラッチ２３をＯＮにして接続状態とする「モータ走行運転」を行い、エンジン１０はＰＭ捕集フィルタ１２ｂの再生のためのシリンダ内燃料噴射を継続し、ＰＭ捕集フィルタ１２ｂの温度を再生温度以上に維持する。この間の車両１の走行のためのエネルギーは、バッテリ２２から供給される。

一方、従来例では「内燃機関単独運転」を行うので、時刻「ｔ３」から時刻「ｔ５」の間では、ＰＭ捕集フィルタ１２ｂの再生のためのシリンダ内燃料噴射を継続するが、車両１の走行に必要な負荷が減少し、エンジン出力も低下するため、排気ガス温度は低下し、再生温度未満になってしまうので、ＰＭの燃焼除去は中断される。

そのため、実施例では、時刻「ｔ０」から再生制御が開始されるが、時刻「ｔ１」から時刻「ｔ６」の間でＰＭ捕集フィルタ１２ｂに捕集されたＰＭを燃焼除去できる。一方、従来例では、同じく時刻「ｔ０」から再生制御が開始されるが、時刻「ｔ１」よりも遅い時刻「ｔ２」から時刻「ｔ３」の間と、時刻「ｔ３」から時刻「ｔ５」の中断後の時刻「ｔ５」から時刻「ｔ７」の間で、不連続でＰＭ捕集フィルタ１２ｂに捕集されたＰＭを燃焼除去するので、従来例の再生制御時間（時刻「ｔ２」から時刻「ｔ７」）は、実施例の再生制御時間（時刻「ｔ１」から時刻「ｔ６」）よりも長くなってしまう。言い換えれば、実施例では、従来例の再生制御時間（時刻「ｔ２」から時刻「ｔ７」）よりも短い再生制御時間（時刻「ｔ１」から時刻「ｔ６」）となる。つまり、実施例では、ＰＭ捕集フィルタ１２ｂの再生制御時間を短縮し、早期に再生制御を完了させることができる。

次に、上記の制御方法における、ＰＭ捕集フィルタ１２ｂの再生における「走行充電運転」と「モータ走行運転」と「内燃機関単独運転」との間の遷移関係について説明する。

図１０の（１）の「走行充電運転」から「モータ走行運転」への移行は、エンジン１０が高負荷運転でない場合で、かつ、バッテリ２２の充電量（ＳＯＣ）Ｂが所定の第１充電量Ｂ１（放電可能下限値）以上になる場合に行われる。この場合は、電動発電機用クラッチ２３を接続状態のままとし、エンジン用クラッチ１４を断絶状態にして、電動発電機２０を充電から駆動に切り替えて電動発電機２０の駆動力によるモータ走行に移行すると共に、エンジン１０の運転による再生を継続するが、アイドル再生に移行する。

図１０の（２）「モータ走行運転」から「走行充電運転」への移行は、エンジン１０が高負荷運転でない場合で、かつ、バッテリ２２の充電量Ｂが所定の第２充電量Ｂ２（充電可能上限値）未満になる場合に行われる。この場合は、電動発電機用クラッチ２３を接続状態のままとし、エンジン用クラッチ１４を接続状態にして、電動発電機２０を駆動から発電に切り替えると共に、エンジン１０による走行を開始すると共に、アイドル再生からエンジン１０の運転の負荷を大きくして、再生を継続する。

図１０の（３）「内燃機関単独運転」から「走行充電運転」への移行は、エンジン１０が高負荷運転でなくなる場合で、かつ、バッテリ２２の充電量Ｂが所定の第２充電量Ｂ２（充電可能上限値）未満である場合に行われる。この場合は、電動発電機用クラッチ２３を接続状態にして、エンジン用クラッチ１４を接続状態のままとし、電動発電機２０での発電を開始すると共に、エンジン１０による走行を継続しながら、アイドル再生からエンジン１０の運転の負荷を大きくして、再生を継続する。

図１０の（４）「走行充電運転」から「内燃機関単独運転」への移行は、エンジン１０が高負荷運転になる場合、かつ、バッテリ２２の充電量Ｂが所定の第２充電量Ｂ２（充電可能上限値）以上になる場合に行われる。この場合は、電動発電機用クラッチ２３を断絶状態にして、エンジン用クラッチ１４を接続状態のままとし、電動発電機２０での発電を停止するが、エンジン１０による走行を継続しながら、エンジン１０の運転による再生をアイドル再生にする。

図１０の（５）「モータ走行運転」から「内燃機関単独運転」への移行は、エンジン１０が高負荷運転になる場合、かつ、バッテリ２２の充電量Ｂが所定の第１充電量Ｂ１（放電可能下限値）未満になる場合に行われる。この場合は、電動発電機用クラッチ２３を断絶状態にして、エンジン用クラッチ１４を接続状態のままとし、電動発電機２０の駆動を停止してモータ走行を停止するが、エンジン１０による走行とエンジン１０の運転による再生を継続する。

図１０の（６）「内燃機関単独運転」から「モータ走行運転」への移行は、エンジン１０が高負荷運転でなくなる場合、かつ、バッテリ２２の充電量Ｂが所定の第１充電量Ｂ１（放電可能下限値）以上である場合に行われる。この場合は、電動発電機用クラッチ２３を接続状態にして、エンジン用クラッチ１４を断絶状態のままとし、電動発電機２０の駆動を開始して、エンジン１０による走行から電動発電機２０による走行に切り替えると共に、エンジン１０の運転による再生を継続するが、アイドル再生に移行する。

上記の構成のハイブリッド車両１及びハイブリッド車両の制御方法によれば、エンジン１０の排気通路１１に備えたＰＭ捕集フィルタ１２ｂの再生時に、電動発電機２０による発電を併用しながら、エンジン１０の運転を再生に専念させることで、ＰＭ捕集フィルタ１２ｂの再生制御時間の短縮を図り、ハイブリッド車両１の燃費低減効果を図ることができる。

さらに、上記の構成のハイブリッド車両１及び第２の実施の形態のハイブリッド車両の制御方法によれば、車両運転に必要な負荷がこの中負荷領域にあるときに、内燃機関の駆動力によりバッテリを充電しながら車両を走行させる走行充電運転を行うので、電動発電機による発電負荷分が加わるため、内燃機関を燃焼効率の高い状態で運転することができ、しかも、ＰＭ捕集フィルタの温度上昇のために使用した燃料のエネルギーを充電エネルギーとして利用できるので、全体として、ＰＭ捕集フィルタの再生のために消費される燃料エネルギーの量を減少できる。また、電動発電機による発電負荷分が加わった分だけ負荷の高い状態で内燃機関を運転するので、内燃機関からの排気ガスの温度を高くすることができ、ＰＭ捕集フィルタの再生の時間を短縮できる。

本発明のハイブリッド車両及びその制御方法によれば、内燃機関の排気通路に備えたＰＭ捕集フィルタの再生制御時に、電動発電機による発電を併用しながら、内燃機関の運転を再生制御に専念させることで、ＰＭ捕集フィルタの再生制御時間の短縮を図り、車両の燃費低減効果を図ることができるので、ガソリンエンジンと電動発電機を搭載した乗用車やディーゼルエンジンと電動発電機を搭載したトラックやバス等のパラレル機能を有するハイブリッド車両に利用できる。

１車両（ハイブリッド車両：ＨＥＶ）
１０エンジン（内燃機関）
１１排気通路
１２排気ガス浄化装置
１２ｂＰＭ捕集フィルタ
１３トルクコンバータ
１４エンジン用クラッチ
２０電動発電機
２１インバータ
２２バッテリ
２３電動発電機用クラッチ
３０トランスミッション
３１プロペラシャフト
３２デファレンシャルギア
３３ドライブシャフト
３４車輪
４０制御装置（ＥＣＵ）
４１差圧センサ
４２温度センサ
Ｇ排気ガス（浄化前）
Ｇｃ排気ガス（浄化後）

Claims

内燃機関と電動発電機の両方を車両の走行用の駆動源とする機能を有するハイブリッドシステムと、前記内燃機関の排気通路にＰＭ捕集フィルタを有する排気ガス浄化システムを備えたハイブリッド車両において、
前記ハイブリッドシステムと前記排気ガス浄化システムを制御する制御装置が、
前記ＰＭ捕集フィルタの再生制御を行う場合に、
車両運転に必要な負荷が、予め設定された高負荷領域にあると判定したときは、前記電動発電機を使用せずに、前記内燃機関の駆動力だけで車両走行する内燃機関単独運転を行い、
車両運転に必要な負荷が、前記高負荷領域よりも負荷が低い領域として予め設定された低負荷領域にあると判定したときは、前記内燃機関を車両走行に使用せずにＰＭ捕集フィルタの再生のために使用すると共に、バッテリからの電力により駆動する前記電動発電機の駆動力だけで車両走行するモータ走行運転を行い、
車両運転状態が、車両の車輪から回生エネルギーを回収できる領域として予め設定された回生領域にあると判定したときは、前記内燃機関を車両走行に使用せずにＰＭ捕集フィルタの再生のために使用すると共に、車両の車輪の駆動軸からの駆動力で前記電動発電機を駆動してエネルギーを回収する回生制御運転を行うように構成されることを特徴とするハイブリッド車両。
前記制御装置が、
前記高負荷領域と前記低負荷領域の間に中負荷領域を予め設定し、
前記ＰＭ捕集フィルタの再生制御を行う場合に、
車両運転に必要な負荷が、前記中負荷領域にあると判定したときは、前記内燃機関の駆動力により前記電動発電機を駆動して発電した電気をバッテリに充電すると共に、前記内燃機関の駆動力で車両を走行させる走行充電運転を行うように構成されることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両。
内燃機関と電動発電機の両方を車両の走行用の駆動源とする機能を有するハイブリッドシステムと、前記内燃機関の排気通路にＰＭ捕集フィルタを有する排気ガス浄化システムを備えたハイブリッド車両の制御方法において、
前記ＰＭ捕集フィルタの再生制御を行う場合に、
車両運転に必要な負荷が、予め設定された高負荷領域にあるときは、前記電動発電機を使用せずに、前記内燃機関の駆動力だけで車両走行する内燃機関単独運転を行い、
車両運転に必要な負荷が、前記高負荷領域よりも負荷が低い領域として予め設定された低負荷領域にあるときは、前記内燃機関を車両走行に使用せずにＰＭ捕集フィルタの再生のために使用すると共に、バッテリからの電力により駆動する前記電動発電機の駆動力だけで車両走行するモータ走行運転を行い、
車両運転状態が、車両の車輪から回生エネルギーを回収できる領域として予め設定された回生領域にあるときは、前記内燃機関を車両走行に使用せずにＰＭ捕集フィルタの再生のために使用すると共に、車両の車輪の駆動軸からの駆動力で前記電動発電機を駆動してエネルギーを回収する回生制御運転を行うことを特徴とするハイブリッド車両の制御方法。
前記高負荷領域と前記低負荷領域の間に中負荷領域を予め設定し、
前記ＰＭ捕集フィルタの再生制御を行う場合に、
車両運転に必要な負荷が前記中負荷領域にあるときは、前記内燃機関の駆動力により前記電動発電機を駆動して発電した電気をバッテリに充電すると共に、前記内燃機関の駆動力で車両を走行させる走行充電運転を行うことを特徴とする請求項３に記載のハイブリッド車両の制御方法。